不同植被下土壤碳转移对岩溶动力系统中碳循环的影响
大兴安岭不同森林群落植被多样性对土壤有机碳密度的影响
大兴安岭不同森林群落植被多样性对土壤有机碳密度的影响刘林馨;王健;杨晓杰;刘传照;王秀文【摘要】区域碳循环是全球变化研究中的核心内容,大兴安岭森林生态系统是对全球温度变化最敏感的植被类型之一,其植被多样性对土壤有机碳密度和碳循环具有重要影响,深入理解该区土壤有机碳密度分布特征对于未来区域生态环境的可持续发展具有重要的科学意义.采用野外调查和室内测试分析相结合的手段,研究了大兴安岭4种主要森林类型(针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林)的植被多样性和土壤有机碳密度分布特征,并采用多因素方差分析确定植被类型和土层深度对土壤有机碳密度的交叉影响.结果表明,大兴安岭4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Mclntosh均匀度指数表现为落叶林>针阔混交林>阔叶混交林>针叶混交林;Simpson优势度指数则表现为针叶混交林>阔叶混交林>针阔混交林>落叶林;Cody指数表现为落叶林>针阔混交林>针阔混交林>针叶混交林;Sorenson指数表现为针叶混交林>阔叶混交林>针阔混交林>落叶林.土壤有机碳含量和有机碳密度均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐降低;随剖面深度的增加,土壤有机碳密度逐渐降低,以表层土壤(0～20 cm)有机碳密度最高,针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林土壤有机碳密度分别占土壤剖面总有机碳密度的35.24％、31.61％、31.70％、32.39％.相关性分析表明,4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Cody指数和Sorenson指数与有机碳含量和有机碳密度呈显著或极显著的正相关;从相关系数绝对值来看,多样性指数与有机碳含量的相关系数高于有机碳密度的相关系数.双因素分析表明,林型对有机碳含量和有机碳密度具有显著的影响(P<0.05),林型×深度的交互作用对有机碳含量具有显著的影响(P<0.05);林型和林型×深度的交互作用对Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数具有显著的影响(P<0.05);林型对Cody指数和Sorenson指数具有显著的影响(P<0.05).综合分析表明,大兴安岭林型和土壤深度对土壤有机碳密度的影响存在一定的交互作用.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2018(027)009【总页数】7页(P1610-1616)【关键词】大兴安岭;森林群落;植被多样性;有机碳密度【作者】刘林馨;王健;杨晓杰;刘传照;王秀文【作者单位】齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,抗性基因工程与寒地植物生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006;齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,抗性基因工程与寒地植物生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006;齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,抗性基因工程与寒地植物生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006;东北林业大学,黑龙江哈尔滨 150040;齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,抗性基因工程与寒地植物生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006【正文语种】中文【中图分类】S714;X171.1生物多样性是维持生态系统持续生产力的基础，也是人类赖以生存的条件。
西南喀斯特石漠化生态系统土壤有机碳分布特征及其影响因素
西南喀斯特石漠化生态系统土壤有机碳分布特征及其影响因素王霖娇;盛茂银;杜家颖;温培才【摘要】喀斯特石漠化已成为制约我国西南地区社会经济可持续发展最严重的生态地质环境问题,其恢复重建已成为我国社会经济建设中一项重要内容.土壤有机碳作为土壤质量评价的重要指标,可以综合反映土地生产力、环境健康功能,另一方面土壤有机碳也间接影响了陆地生物碳库,是陆地生态系统碳平衡的主要因子,它的转化和积累变化直接影响全球碳循环动态,已成为生态科学领域研究的热点之一.系统的总结了西南喀斯特石漠化地区不同土地覆被/土地利用、不同等级石漠化环境土壤有机碳的空间和季节分布特征.结合前人研究成果,进一步分析了影响喀斯特石漠化地区土壤有机碳分布的自然(气候、地形与土壤性质、植被等)和人为(土地覆被/土地利用变化、农业管理措施等)各因素,并提出增加喀斯特石漠化地区土壤有机碳含量的对策.研究结果为喀斯特石漠化退化生态系统恢复重建、石漠化地区土壤综合利用、增加碳截存应对全球碳循环减源增汇等提供了重要的科学参考.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】8页(P1358-1365)【关键词】喀斯特;石漠化;土壤有机碳;分布特征;影响因素【作者】王霖娇;盛茂银;杜家颖;温培才【作者单位】贵州师范大学喀斯特研究院,贵阳550001;国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心,贵阳550001;贵州师范大学喀斯特研究院,贵阳550001;国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心,贵阳550001;贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地,贵阳550001;贵州师范大学喀斯特研究院,贵阳550001;贵州师范大学喀斯特研究院,贵阳550001【正文语种】中文喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地区,总面积达5.1亿km2,占地球总面积的10%[1]。
中国西南喀斯特区面积超过55万km2,是世界面积最大的喀斯特连片核心分布区[1- 2],也是具有景观异质性强、环境容量小、植被不连续、土层浅薄、土地承载力小、抗干扰能力弱的典型生态脆弱区[3- 4]。
土地覆被变化对生态系统碳循环的影响分析
土地覆被变化对生态系统碳循环的影响分析土地覆被变化是指土地上植被的改变和土地利用方式的变化。
这种变化对生态系统的碳循环有着重大的影响。
本文旨在分析土地覆被变化对生态系统碳循环的影响，并探讨其在全球变暖背景下的意义。
一、土地覆被变化对生态系统碳循环的直接影响1.1 植被改变及土地利用方式转变的碳存储变化土地覆被变化可能导致植被的改变，例如，由森林转化为农田、城市化过程中的植被减少等。
不同类型的植被拥有不同的碳储量，植被改变意味着碳储量的变化。
此外，土地利用方式的转变也会导致碳储量的变化，农田耕作和森林采伐都会释放大量的碳。
1.2 土壤碳库的变化土地覆被变化还会对土壤碳库造成影响。
森林等自然生态系统中的土壤碳贮备量远高于农田等人工生态系统。
因此，当自然植被被转化为农田时，土壤碳贮备量会减少，这会进一步影响土地的肥力和持水能力。
二、土地覆被变化对碳循环的进一步影响2.1 温室气体排放的增加土地覆被变化增加了人为活动对土地的利用，从而增加了温室气体（如二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等）的排放量。
例如，农田的施肥和农作物生长过程中会释放大量的氮气。
这些温室气体则加速了全球气候变暖的过程。
2.2 生物多样性的减少土地覆被变化常常导致生物多样性的减少，特别是在热带雨林等生物多样性丰富的地区。
生物多样性的减少减少了生态系统中各种生物的作用，例如，减少了植物的光合作用、降低了土壤的分解能力等，都会影响碳循环的过程。
三、土地覆被变化在全球变暖背景下的意义3.1 影响地球能量平衡地球能量平衡是维持地球气候稳定的重要因素之一。
土地覆被变化导致的植被改变和土地利用方式转变，改变了地表的反射和辐射能力，进而影响地球能量平衡。
这对全球变暖和气象变异有着深远的影响。
3.2 加剧全球碳循环失衡全球变暖导致了碳循环发生失衡，即碳排放超过了碳吸收能力。
土地覆被变化进一步加剧了全球碳循环的失衡，因为土地覆被变化不仅增加了温室气体的排放量，也减少了植物等生物对二氧化碳的吸收能力。
不同植被覆盖对土壤有机碳矿化及团聚体碳分布的影响_1
第24卷第6期2010年12月水土保持学报Jour nal of Soil and W ater Conserv ation Vo l.24No.6Dec.,2010收稿日期:2010-07-15基金项目:国家科技支撑计划课题(2008BAB38B02-3,2006BAD05B01-02);西南大学生态学重点学科 211工程 ;西南大学研究生科技创新基金项目(ky2008007)作者简介:罗友进(1984-),男,博士研究生,研究方向为土地利用与生态变化。
E -mail:luoyoujin1984@通讯作者:魏朝富(1962-),男,研究员,博士生导师,主要从事土壤物理学方面研究。
E -mail:w eicf@s 不同植被覆盖对土壤有机碳矿化及团聚体碳分布的影响罗友进,赵光,高明,魏朝富,赵丽荣(三峡库区生态环境教育部重点实验室,西南大学资源环境学院,重庆400715)摘要:植被覆盖通过其输入有机物料的差异影响着土壤养分和微生物活性,进而对其土壤的团聚过程和有机碳的矿化产生影响。
该文通过对重庆缙云山四种植被类型覆盖(灌草丛、楠竹林、常绿阔叶林、针阔混交林)下土壤团聚体碳分布以及土壤有机碳矿化的分析,探讨了植被覆盖对这两者的影响以及两者的相互联系。
植被覆盖影响着土壤有机碳矿化过程和团聚体碳分布。
就土壤有机碳矿化累积量(42天)而言,表现为灌草丛>常绿阔叶林>针阔混交林>楠竹林。
不同植被覆盖土壤有机碳日均矿化速率在培养前期(前8天)差异较大,之后则趋于一致。
除灌草丛土壤外,楠竹林、常绿阔叶林和针阔混交林覆盖土壤团聚体均以0.25~2mm 和<0.25mm 团聚体为主,其总量达到65%以上。
土壤团聚体平均重量直径表明灌草丛土壤结构稳定性要优于其它植被覆盖土壤,而楠竹林土壤结构稳定性最差。
除灌草丛土壤外,<0.25mm 团聚体是土壤有机碳的主要载体;其次是0.25~2mm 团聚体。
土地利用变化对碳储量的影响
土地利用变化对碳储量的影响随着经济的快速发展和人口的增长，土地利用变化正成为地球生态系统中一个重要的研究领域。
土地利用变化对碳储量的影响备受关注。
碳储量是指生态系统中土壤和植被中储存的碳的总量。
不同的土地利用方式会对碳循环和碳储量产生显著的影响，因此，我们需要深入了解土地利用变化对碳储量的影响。
首先，农田开垦对碳储量有着不可忽视的影响。
农田开垦是指将自然生态系统转变为农业用地的过程。
当土地从自然状态转化为农田时，往往需要进行砍伐森林、疏伐灌木和破坏植被的操作。
这些操作会导致植物的碳储量损失。
同时，农业活动中的耕地管理和施肥也会影响到土壤碳储量。
大规模的农田开垦会导致碳储量的大量释放，对全球碳循环产生负面影响。
其次，森林砍伐和森林转化对碳储量也有显著的影响。
森林是地球上最大的陆地生态系统，拥有丰富的生物多样性和碳储量。
然而，人类活动导致了大规模的森林砍伐和转化，破坏了生态系统的完整性。
森林的移除会导致植物碳储量的减少，并释放出大量的碳到大气中。
与此同时，土壤碳储量也会因森林转化而减少。
森林砍伐和转化对碳储量的影响是全球气候变化的重要因素之一。
除了农田开垦和森林砍伐，城市化对碳储量的影响也不可忽视。
随着城市化进程的加快，大量的土地被用于建设城市和基础设施。
这种土地利用变化不仅导致植被的破坏，还使得原本富含碳的土壤被覆盖或者破坏。
城市化过程中的土地利用变化对碳储量产生了巨大的影响。
例如，城市化导致的土地覆盖变化会导致植被的碳储量减少，而城市建设所需的材料和能源消耗会增加碳排放，进而影响全球碳循环。
然而，土地利用变化不仅对碳储量产生负面影响，也可能带来一些积极的效果。
例如，恢复退化土地和森林再生可以增加土壤和植被的碳储量。
通过采取合理的土地利用管理措施，可以减少碳排放并增加碳吸收，有助于减缓全球气候变化。
此外，农田土地利用变化也可以通过改变耕作规模、转变农业方式以及推动可持续农业发展来降低碳排放量。
综上所述，土地利用变化对碳储量的影响是一个复杂而严峻的问题。
土地利用!覆盖变化对陆地生态系统碳循环的影响
土地利用!覆盖变化对陆地生态系统碳循环的影响土地利用的覆盖变化对陆地生态系统碳循环有深远影响。
土地利用的变化，特别是由于人类活动导致的大规模森林砍伐、农田的开垦以及城市化进程的加快，对陆地生态系统中碳的储存和释放过程产生了重要影响。
首先，土地利用的覆盖变化会影响植被的类型和覆盖范围。
森林被伐或者被转化为农田和城市用地后，不仅导致了植被的减少，还改变了生态系统的结构和功能。
森林是陆地生态系统中最重要的碳汇之一，通过光合作用吸收大量二氧化碳（CO2）并将其固定在植物体内，从而起到了重要的碳储存作用。
但是，森林遭受砍伐后，其碳储存能力显著降低。
砍伐会导致大量植物碳释放到大气中，同时破坏了土壤中的有机碳的积累。
此外，土地利用变化还会导致植被减少，造成土壤侵蚀和土壤有机质的丧失，更进一步导致碳的损失和释放。
其次，土地利用的变化还会影响土壤碳储量和碳排放。
土壤是陆地生态系统中最大的有机碳贮存库之一，土壤有机质的含量和分布对全球碳循环具有重要影响。
然而，农田的开垦和城市用地的扩张会导致土壤有机质含量的降低。
开垦农田通常涉及土壤的翻耕和施用化肥，这会破坏土壤结构和微生物群落，导致土壤中的有机质降解和碳的释放。
而城市用地的土地覆盖通常是由水泥、石板等非生物质材料所构成，这进一步抑制了土壤中有机碳的积累。
因此，土地利用的覆盖变化会促进土壤碳排放，对碳循环产生负面影响。
最后，土地利用的变化还会影响气候变化。
森林砍伐和农田开垦不仅会导致碳的损失和释放，还会影响地表和大气层的能量平衡以及水文循环过程，从而对气候产生影响。
砍伐造成的植被减少会导致地表反射率的增加，进而增加地表和大气的辐射平衡，促进温室效应加剧。
此外，森林砍伐还影响降水分布和蒸散发过程，对地表和大气的温度、湿度和沉淀产生负面影响，进而调整了区域气候格局。
综上所述，土地利用的覆盖变化对陆地生态系统碳循环产生多方面的影响。
因此，应当加强对土地利用变化的监测和管理，通过保护和恢复森林、促进可持续农田经营和城市规划，来实现碳循环的均衡和生态系统的可持续发展。
不同生态系统中碳循环过程及影响因素
不同生态系统中碳循环过程及影响因素碳循环是地球上生物圈中关键的生物地球化学循环之一。
碳作为生物体的重要构成物质，通过生物和地球的相互作用，不断地在不同的生态系统中循环流动。
不同生态系统中的碳循环过程和影响因素都对地球的气候变化和生态平衡具有重要影响。
首先，不同生态系统中的碳循环过程包括碳的吸收（固定）和释放两个过程。
植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳物质，并储存在植物体内。
这个过程被称为碳的固定。
同时，植物通过呼吸作用释放二氧化碳，将之归还到大气中。
此外，植物的死亡和腐败也会释放碳。
动物通过摄取植物和其他动物的有机物质，将有机碳转化为能量，并在呼吸作用中将部分碳释放为二氧化碳。
在水生生态系统中，碳的固定和释放过程也存在。
浮游植物通过光合作用吸收二氧化碳，而水中藻类和底栖生物通常通过呼吸作用释放二氧化碳。
其次，影响不同生态系统碳循环的因素主要包括温度、湿度、土壤质地和植被类型等。
温度是影响生物碳吸收、呼吸速率以及土壤有机质分解速率的重要因素。
一般来说，温度升高会增加植物的光合作用速率，从而促进碳的固定。
然而，温度过高可能会导致植物的应激和蒸腾增加，造成水分蒸发过量，影响生态系统的水分平衡。
湿度也是生物碳吸收和土壤呼吸的关键因素之一。
湿度越高，植物的蒸腾作用就越强，导致碳的固定速率增加。
相反，干旱条件下，植物的光合作用减少，归还二氧化碳的呼吸速率增加，导致碳的释放增加。
土壤质地和植被类型也对生态系统碳循环产生影响。
土壤中的碳主要以有机碳的形式存在。
因此，土壤的质地和有机质含量决定了碳的固定和释放速度。
例如，富含有机质的沼泽和湿地生态系统往往能够固定更多的碳，而贫瘠的沙质土壤则具有固定碳能力较弱的特点。
植被类型也会影响碳循环，不同类型的植被有不同的碳固定速率和释放速率。
森林生态系统是碳固定的重要场所，因为森林植物体积大，而且土壤含有大量的有机质。
相比之下，草地和农田的碳固定能力较弱，因为草地植物体积小，土壤肥力相对较低。
植被正向演替过程中岩溶碳汇作用的变化趋势
植被正向演替过程中岩溶碳汇作用的变化趋势姜光辉张强丫吉试验场80年代的植被类型为草地，经过20年的封山育林到了2009年草地退化，灌木林成为优势植被类型。
在此演替过程中S31岩溶泉的HCO3-浓度出现增加的趋势。
HCO3-来自于石灰岩的溶蚀作用，它的浓度增加表明溶蚀作用的增强，也表明岩溶作用的碳汇功能的增强。
灌木林之所以促进岩溶作用原因在于根系的变化增强了土壤呼吸作用，更多的CO2通过根系呼吸、细菌的作用产生。
CO2是岩溶动力系统的主要驱动因素，它的浓度升高无疑会增强岩溶作用。
1989年S31岩溶泉的HCO3-平均浓度为3.9mmol/l，2009年HCO3-平均浓度为4.7mmol/l。
S31年均排泄量为760,000吨(按照桂林当地的年平均降雨量和S31岩溶泉年平均入渗系数计算)，以此计算得到因为植被更替导致S31泉系统每年多吸收CO213.4吨。
Carbon sink related to karst increasing during reforestationJiang Guanghui Zhang QiangYaji site was covered by grass in 1980s with strong interfere from human. Local people stopped cutting in 1990s because wood was replaced by gas in family. Vegetable began to positive revolution from then on. Now dense shrub has been dominator. During the evolution in vegetation world HCO3- in karst water increased which could be verified from records of Spring 31 in saturated zone and Spring 25 in epikarst zone. HCO3-come from karstification of limestone, so its increase showed that the weathering of limestone was accelerating. This also indicated that more CO2 was consumed in karstification. Soil under shrub made more CO2 by roots and bacteria than soil under grass. Concentration of CO2 in soil increased, which promoted rock erosion.HCO3- in S31 was 3.9mmol/s in 1989, and the concentration increased to 4.7mmol/s in 2009. The average annual discharge in S31 could be got by average precipitation and average infiltration coefficient. The result was 760,000 tons per year. Carbon dioxide sink in S31 increased 13.4 tons every year because of reforestation.Vegetation in depression 1 taken by Jiang Guanghui in 2008, a room in the depression was referenceVegetation in depression 1 taken by Yuan Daoxian in 1988。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地 球 与 环 境2004年第32卷第1期
90
E ARTH ADN E NVIRONME NT
v ol.32,N o.1,2004收稿日期:2003207207;修回日期:2004203202
基金项目:国家自然科学基金(30069005、40372116);国土资源部2000
年重点科技项目(2000208);石林科学基金项目(200002)
第一作者简介:曹建华(1963—
),男,研究员,主要从事生物岩溶和岩溶生态系统研究。
文章编号:167229250(2004)0120090207不同植被下土壤碳转移对岩溶动力
系统中碳循环的影响
曹建华1,袁道先1,潘根兴2,姜光辉1
(1.中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部岩溶动力学重点实验室,广西桂林541004;
2.南京农业大学资环学院,江苏南京210095)
摘 要:土壤是陆地生物生长、发育、繁殖的最佳场所,也是岩溶发育最为活跃的部位。
土壤～岩石(土箱)、草本植物(麦冬)-土壤-岩石(草箱)、木本植物(黄杨)-土壤-岩石(树箱)体系中碳循环的模拟试验显示,黄杨具有较大的树冠可截获更多的降雨,根系的呼吸作用、分泌作用和土壤微生物活力的提高,使土壤环境中C O 2浓度提高,树箱比土箱、草箱分别提高148.08%、75.01%,而土壤呼吸排放C O 2的量则分别提高175.75%、171.14%;随水排泄的无机碳浓度分别提高77.78%、72.49%,排泄的总量分别提高166.49%、153.81%。
碳循环强度的增加,使土下碳酸盐岩的侵蚀能力加强,树箱比土箱提高2.84倍、比草箱提高1.36倍。
关键词:土壤碳转移;岩溶发育;生物作用;模拟试验
中图分类号:X 142 文献标识码
:A
第1期 曹建华等:不同植被下土壤碳转移对岩溶动力系统中碳循环的影响91
92 地 球 与 环 境2004年
第1期 曹建华等:不同植被下土壤碳转移对岩溶动力系统中碳循环的影响93
94 地 球 与 环 境2004年
第1期 曹建华等:不同植被下土壤碳转移对岩溶动力系统中碳循环的影响95
96 地 球 与 环 境2004年
INFL UENCE OF SOI L CARBON TRANSFER UN DER DIFFERENT VEGETATIONS ON CARBON CYCL E OF KARST DY NAMICS SYSTEM
C AO Jian-hua1,Y UAN Dao-xian1,PAN G en-xing2,J I ANG G uang-hui1
(1.K ey Laboratory of K arst Dynamics,K arst Institute of G eology,Chinese Academy of
G eological Sciences,the M inistry of Land and Res ources,G uilin541004,China;
2.C ollege of Environment and Res ources,Nanjing Agricultural University,Nanjing210095,China)
Abstract
S oil is the m ost im portant medium for terrestrial organisms to grow,develop and reproduce,and als o is an active medium of karstification. S imulation experiment inv olving s oil-limestone(S L),herb(Liriope spicata)-s oil-limestone(HS L)and arbor(Buxus sinia)-s oil-lime2 stone(AS L)was carried out.The results showed that the AS L system can get m ore rainwater due to its large crown,and the rich root-system of Buxus sinia results in stronger root respiration and s oil microorganic activity.Therefore,com pared with that of the S L and HS L,the s oil C O2 concentrations of AS L increase by148.08%and75.01%and the C O2flux through s oil respiration of AS L increases by175.75%and171. 14%.Meanwhile,the HC O3-concentrations in discharged water of AS L increase by77.78%and72.49%,the HC O3-flux increases by 166.49%and153.81%.With increasing s oil carbon cycling,the diss olution of carbonate rocks under s oil will be speeded up.The rate of carbonate rock diss olution under s oil of AS L is2.84times and1.36times higher than that of AS and HS L.
K ey w ords:trans fer of s oil carbon;karst processes;hiological activity;simulation experiment。